Electronic Design. You have a design task. Skip the battery - EnOcean. Extreme design examples

Transkript

1 You have a design task Electronic Design MPU MCU - DSP Analog/Digital some arbitrarily chosen useful (???) aspects ASIC/FPGA SOC? TTL/CMOS Line/Battery.. Extreme design examples Skip the battery - EnOcean Mobile phones Precision instruments FPGA execution of program code E.g. MATLAB, LabView Skip the battery 1

2 Summarize the Design Parameters Signals IN/OUT Speed Physical size Power consumption EMC Some Remarks Low power versions are available Easy to solve the digital part toolbox is brimful Analog preprocessing is often forgotten EMC problems are neglected in specs. Experienced designers use decoupling caps and impedance matching others use Rev 2.0 Designing the board SMD components Use breadboarding in a sensible way SMD-components? Yes probably in the end Limited board size can be an advantage! A high quality CAD-work is crucial SO, small outline 50mil div. Fine pitch 0.65, 0.5, 0.4, 0.25 mm Many outlines exist Consider simulation instead of breadbording 2

3 SMD IC packages BGA Ball Grid Array SO PLCC TQFP (LGA for PC processors in sockets) Some links Search the web (youtube) for Analog by design Bob Pease LT-spice simulator Articles and webinars Elektronik i Norden (in Swedish) Elektroniktidningen (in Swedish) Electronic Component Identification 3

4 Färgmärkningssystem Alfanumeriskt system Färg Guld Silver Siff ra Tiopoten s (8) (9) -1-2 Tolera ns 1% 2% 5% 10% Temp koeff (ppm) Motståndsvärden skrivs ofta med användande av enhetsprefixen k och M. Ex: 10k och 2M2 för och För värden i ohm skrivs ibland bara siffran men ibland även ett R. Ex: 100R för 100 ohm eller R47 för 0,47 ohm. Om ett tresiffrigt tal utnyttjas kan det innebära att de två första siffrorna är mantissa och den tredje är tioexponent. Ex: 222 skall utläsas ohm. Vid tveksamhet bör man alltid konsultera tillverkarens datablad för komponenten. Motståndstyper Metallfilmsmotstånd Metallfilmsmotstånd Kolfilmsmotstånd Kolmassamotstånd (äldre) Trådlindade (ofta hög effekt) Vanligen 1% 50 ppm/ C 3 värdesiffror + tiopotens + tolerans dvs 5 ringar Lågt brus 4

5 Kolfilmsmotstånd Trådlindade Vanligen 5% el 10% ppm/ C Effekt eller precision Ofta motlindade för att minska induktansen Potentiometrar Trim, panel typ Kolbana, cermetbana 1-varv, flervarv (10, 15, 25) Vilka värden finns? Grundidé: alla värden skall täckas in med hänsyn till toleransen. E6 motsv 20%, E12 motsv 10% etc Praktiskt används E12, E24 och E96 E12: 1,0 1,2 1,5 1,8 2,2 2,7 3,3 3,9 4,7 5,6 6,8 8,2 5

6 Motståndsnät NTC, PTC-motstånd SIL eller DIL fria motstånd, ena sidan gemensam, termineringsnät Många olika poltal Temperaturgivare (termistor) Överströmsskydd Kondensatorer Keramiska Plastfilm Aluminiumelektrolyt Tantalelektrolyt Glimmer Papper Märkning av kondensatorer mm Kapacitans och max spänning Kapacitans i pf eller µf om inget annat anges. Storleken avgör. Viktiga parametrar: serie-induktans, ESR, temperaturkoeff, pulstålighet 6

7 Keramiska kondensatorer Plastkondensatorer Låg induktans Lågt ESR Hög temp-koeff Vanliga upp till ca 100nF Plasttypen avgör mycket Låg temp koeff Låg induktans och ESR Vanliga upp till 1µF Aluminiumelektrolyt Tantalelektrolyt Hög kapacitans liten volym Lägre ESR än aluminiumelyt Polariserad Polariserad, stor kapacitans, hög induktans och ESR, från ental µf till mer än µf Känslig för överspänning 7

8 Induktanser Kristaller och Oscillatorer Finns i motståndsliknande kapsling vid lägre värden Färgmärkning eller beteckningssystem helt beroende på tillverkaren Ofta märkta med frekvens och tolerans i klartext Precisionskondensatorer Glimmer eller speciella plastkondensatorer Avstämda kretsar kräver låg tolerans och låg temperaturkoeff Dioder Amerikanska beteckningar börjar ofta med 1N... Europeiska börjar ofta med en bokstavskombination BA... Zenerdioder har ofta zenerspänningen i slutet av beteckningen ex: 8V2 för 8,2V Europeiska zenerdioder BZ... 8

9 Transistorer Amerikanska bipolära typer: 2N... Europeiska bipolära kiseltransistorer: BC..., BD..., BS..., BU... För ytterligare beskrivning av beteckningssystemet se ex. ELFA-katalogen Integrerade kretsar Standardserier för digitala kretsar ex: 74xx, 74LSxx, 74HCxx, 40xx, 54xx... Tillverkarspecifika beteckningar ex National: LM = linear monolitic Ofta märkta med datumkod ex: 9845= år 1998 vecka 45. Identifiera tillverkaren! 9